自适应变步长MPPT算法.pdf

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1、第23卷第5期电力系统及其自动化学报V01．23No．5201i年1O月ProceedingsoftheCSU—EPSA0ct．2O11自适应变步长MPPT算法黄舒予，牟龙华，石林(同济大学电子与信息工程学院，上海201804)摘要：为减小光伏电池因环境变化造成的功率损失，提高系统的光电转换效率及跟踪响应速度，在传统电导增量法的基础上结合自适应变步长最小均方差LMS(1eastmeansqure)算法，提出了一种自适应变步长最大功率跟踪算法，并在Matlab环境下利用SimPowerSystem功能

2、模块建立了光伏电池的数学模型及自适应变步长算法的控制器模型。仿真结果表明，该算法在光照、温度等系统参数扰动的情况下都能快速找到新的工作点，表现出良好的动态及稳态特性，证实了算法的正确性和有效性。关键词：光伏发电；最大功率点跟踪；自适应变步长；电导增量法中图分类号：TM615文献标志码：A文章编号：1003—8930(201I)05—0026—05AdaptiveVariableStepSizeMPPTAlgorithmHUANGShu-yu，MULong—hua。SHILin(CollegeofEl

3、ectronicsandInformantionEngineering，TongjiUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Inordertoreducethepowerlosscausedbychangeableenvironment，andtOincreasethephotoelec—tricconversionefficiencyaswellastrackingspeed，anoveladaptiveMPPTalgorithmbasedontradit

4、ionalin—crementconductancemethodandadaptivevariablestepsizeLMSalgorithmwasproposed．BySimPowerSys—ternblockofMatlab，thesimulationmodelofphotovoltaiccellandadaptivevariablestepsizeMPPTalgorithmcontrollerwasbuiltinthepaper．Evenundertheperturbationsofillum

5、inationandtemperature，simulationre—suhsshowthattheproposedalgorithmcanquicklyfindanewoperatingpointandhasagooddynamicandsteady-stateperformance，whichconfirmsthevalidityofthenove1algorithm．Keywords：photovoltaicenergy；maximumpowerpointtracking；adaptiveva

6、riablestepsize；conductancein—crementmethod光伏电池作为一种典型的非线性电源，其输荡，在外部环境发生变化时容易出现误判。电导增出功率易受环境温度、光照强度、负载的影响。为了量法相对复杂，但跟踪精度最高且不会出现误判。充分利用太阳能，最大程度地提高光伏电池的转换扰动观察法和电导增量法的缺陷之一是对步长有效率，必须采取措施对光伏电池的输出功率加以控很高的要求。步长过小，跟踪的速度变慢，实时性变制，保证其始终工作在最大功率点。差；步长过大，最大功率点附近振荡加剧]。

7、因目前常规的最大功率跟踪MPPT(maximum此，迄今为止尚未出现一种在任何条件下都能表现powerpointtracking)控制方法主要有恒压控制出最佳跟踪特性的MPPT算法。本文在传统电导法、扰动观察法、电导增量法等。其中，恒压法控制增量法的基础上，提出了一种具有自适应的变步长最为简单，容易实现，但是利用效率不高，特别是在算法，并在Matlab／Simulink平台下搭建了光伏发温度变化剧烈的场合会造成严重的功率损失。扰动电最大功率跟踪系统的模型，通过仿真验证了算法观察法原理简单，但在最大功

8、率点附近会出现振的合理性。收稿13期：2011一o6—14；修回日期：201107—05基金项目：国家火炬计划项目(2008GH040894)；上海市教育委员会科研创新项目(11CXY12)第5期黄舒予等：自适应变步长MPPT算法·27·1光伏电池数学模型及输出特性太阳能光伏电池由许多PN结半导体组成，直接将光能转换成电能，图1为光伏电池等效电路。U(a)温度一定，光辐照度发生变化)sh图1光伏电池等效电路Fig．1Equivalentcircuitofphotovo